周周练5 化学反应的方向与调控 化学反应速率与化学平衡图像-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

**基本信息** 聚焦化学反应速率与平衡，融合合成氨、绿色甲醇等工业情境及多类型图像分析，适配高二周测巩固与能力提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|11题（约33分）|反应方向（ΔH/ΔS判断）、速率计算、平衡移动、图像分析|以合成氨工业、CO₂转化等真实情境为载体，结合v-t图、转化率-温度/压强图考查科学思维| |填空题|1题（7分）|平衡常数计算（Kp）、分压速率|通过丙烯制备的“三段式”计算及多反应体系分析，体现综合应用能力|

周周练5　化学反应的方向与调控　化学反应速率与化学平衡图像 1．(2026·上海南汇中学高二检测)合成氨工业对人类生存和发展有着重要意义，1909年德国化学家哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，合成原理为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0。下列符合工业合成氨生产实际的是(　　) A．V2O5为催化剂 B．反应温度由催化剂决定 C．将N2和H2液化 D．NH3由吸收塔吸收 解析：选B。工业合成氨的催化剂是铁触媒，A错误；催化剂在特定温度下活性最大，催化效率最高，故反应温度由催化剂决定，B正确；将N2和H2液化分离，平衡逆向移动，不利于合成氨，C错误；合成氨的生产设备中没有吸收塔，D错误。 2．(2026·南昌高二月考)发展绿色甲醇产业有助于减少温室气体排放和空气污染。“零碳甲醇燃料”燃烧[2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)]的过程中焓变和熵变均正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔS＜0　　　　B．ΔH＜0，ΔS＜0 C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 解析：选D。甲醇的燃烧反应为熵增的放热反应，ΔH＜0、ΔS＞0，故选D。 3．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17 kJ·mol-1，|ΔH－TΔS|＝17 kJ·mol-1，则下列选项正确的是(　　) A．ΔH＞0，ΔH－TΔS<0 B．ΔH<0，ΔH－TΔS＞0 C．ΔH＞0，ΔH－TΔS＞0 D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0 解析：选A。该反应在一定温度下能够自发的向右进行，这说明ΔH－TΔS一定小于0，根据方程式可知该反应的ΔS＞0，若ΔH＜0，则该反应在任何温度下都是自发进行的，而该反应在一定温度下能够自发的向右进行，因此该反应的ΔH＞0。 4．在300 ℃、70 MPa条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，反应为2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是(　　) A．使用合适的催化剂可大大提高生产效率 B．反应需在300 ℃下进行，可推测该反应是吸热反应 C．充入过量CO2可提高H2的转化率 D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O，可提高CO2和H2的利用率 解析：选B。加热可以增大化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进行，故B项不正确。 5． (2026·内江高二检测)在某温度和容积不变的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如上图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g) B．当反应进行到m点时，v(A)＝v(C) C．t1 s时，反应物B的反应速率为 mol·L-1·s-1 D．t1 s时，反应物A的转化率为25% 解析：选A。由题图可知，0～t1 s时间段内A、B、C的物质的量浓度变化量分别为0.8 mol·L-1－0.2 mol·L-1＝0.6 mol·L-1、0.5 mol·L-1－0.3 mol·L-1＝0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1，A、B、C的化学计量数之比为0.6 mol·L-1∶0.2 mol·L-1∶0.4 mol·L-1＝3∶1∶2，故该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)，A正确；m点只表示A、B、C三种物质的浓度相等，无法判断当反应进行到m点时，v(A)、v(C)的相对大小，B错误；由题图可知，0～t 1 s时间段内B的物质的量浓度减少量为0.5 mol·L-1－0.3 mol·L-1＝0.2 mol·L-1，则0～t1 s时间段内，反应物B的平均反应速率为 mol·L-1·s-1，但无法判断t1时刻的瞬时速率，C错误；t1 s时，反应物A的转化率为×100%＝75%，D错误。 6．(2026·潍坊高二检测) 某温度下，将2 mol H2和2 mol I2充入密闭的刚性容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，该反应的v­t图像如右图所示，t1时刻测定容器内HI的物质的量为1 mol，t2时刻保持恒温恒容，抽走0.5 mol HI。下列有关叙述正确的是(　　) A.该温度下H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)的平衡常数K＝2.25 B．反应过程中，可以利用气体的总压强保持不变来判断是否达到平衡 C．t2时刻，抽取HI的瞬间，v′(逆)在图像上的变化应该是c点 D．t2时刻，抽取HI后，再达到平衡时H2的百分含量减小 解析：选C。t1时刻测定容器内HI的物质的量为1 mol，根据反应方程式的化学计量数可知，H2和I2各剩下1.5 mol，该反应前后气体体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故该温度下H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)的平衡常数K＝＝，故A错误；该反应前后气体总物质的量不变，恒温恒容下，气体的总压强始终不变，故反应过程中，不能利用气体的总压强保持不变来判断是否达到平衡，故B错误；t2时刻，抽取HI的瞬间，反应产物的浓度瞬间减小，则v′(逆)瞬间减小，则在图像上的变化应该是c点，故C正确；t2时刻，抽取HI后H2的百分含量增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知，再达到平衡时H2的百分含量还是增大，故D错误。 7．(2026·邢台五校高二联考)NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产。已知反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，测得温度、压强对NH3的平衡转化率的影响如图1所示，同一时间段不同温度下NO的产率如图2所示。下列说法正确的是(　　) A．p1>p2 B．反应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系为Ka<Kb＝Kc C．该反应不一定能自发进行 D．温度高于900 ℃时，NO产率下降的可能原因是900 ℃时反应达到平衡，升高温度，平衡逆向移动 解析：选D。该反应为气体体积增大的反应，温度不变时，加压使平衡逆向移动，所以压强越大，NH3的平衡转化率越低，故p1<p2，A错误；压强不变时，升高温度，NH3的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，该反应是放热反应，温度越高，平衡常数越小，同一温度下的平衡常数相同，所以Ka>Kb＝Kc，B错误；该反应的ΔH<0、ΔS>0，故ΔG＝ΔH－TΔS<0恒成立，所以该反应一定能自发进行，C错误；由题图2可知，900 ℃之前反应未达平衡，温度升高反应速率增大，NO产率增大，900 ℃时反应可能达到平衡，900 ℃之后升高温度，平衡逆向移动，NO产率下降，D正确。 8．(2026·南宁高二期末)某密闭容器中有物质的量浓度均为0.10 mol·L-1的CH4和CO2，一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A．反应速率：v正(Y)<v逆(X) B．平衡常数：KZ>KX C．压强：p4>p3>p2>p1 D．1 100 ℃，p4条件下该反应经5 min达到平衡，则用CO2的浓度变化表示该反应的速率为0.032 mol·L-1·min-1 解析：选D。X、Y点反应均达到平衡状态，正、逆反应速率相等，但是X点温度高，则v正(Y)<v逆(X)，A正确；随着温度的升高，CH4的转化率增大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，温度：Z>X，则平衡常数：KZ>KX，B正确；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆反应方向移动，CH4的转化率降低，即压强：p4>p3>p2>p1，C正确；1 100 ℃，p4条件下该反应经5 min达到平衡，此时CH4的转化率为80%，则用CO2的浓度变化表示该反应的速率为v(CO2)＝＝0.016 mol·L-1·min-1，D错误。 9． (2026·合肥高二期末)向恒容密闭容器中充入NO和NH3，发生反应4NH3(g)＋6NO(g)⥫⥬5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH，测得NO的平衡转化率与温度、投料比x的关系如上图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0 B．增大压强，v正增大，v逆减小 C．投料比x1>x2，且平衡常数K(b)>K(c) D．当x1＝、温度为T时，NH3的平衡转化率为40% 解析：选D。投料比一定的条件下，随着温度升高，NO的平衡转化率逐渐增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，ΔH＞0，A错误；增大压强，v正、v逆均增大，B错误；相同温度下，NH3与NO的投料比越大，NO的平衡转化率越大，所以x1>x2，平衡常数只与温度有关，b、c点温度相同，故K(b)＝K(c) ，C 错误；x1＝，即按照化学方程式的化学计量数之比投料，则各物质的转化率相同，NO的平衡转化率为40%，因此NH3的转化率也是40%，D正确。 10．(2026·河南高二联考)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH。已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如下图所示。下列说法错误的是(　　) A.该反应的ΔH<0 B．X点时，H2的平衡转化率为65% C．500 K时，提高投料比，该反应的平衡常数K不变 D．恒温恒容条件下，气体的密度不变，不能说明该反应一定达到平衡状态 解析：选B。由题图可知，当投料比相同时，温度越高，CO2的平衡转化率越小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，即该反应的ΔH<0，A正确；X点对应的投料比＝3∶1，恰好等于化学方程式中氢气和二氧化碳的化学计量数之比，CO2的平衡转化率为60%，故H2的平衡转化率也为60%，B错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K不变，C正确；恒温恒容条件下，反应过程中混合气体的质量不变，容器容积不变，故混合气体的密度始终不变，则气体的密度不变，不能说明该反应一定达到平衡状态，D正确。 11．(2026·武汉高二联考)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料，CH3I热裂解时发生如下反应。 反应Ⅰ：2CH3I(g)⥫⥬C2H4(g)＋2HI(g)　ΔH1>0 反应Ⅱ：3C2H4(g)⥫⥬2C3H6(g)　ΔH2<0 反应Ⅲ：2C2H4(g)⥫⥬C4H8(g)　ΔH3<0 在500 kPa条件下，起始投料1 mol CH3I(g)，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如下图所示。 下列说法正确的是(　　) A．温度较低时，可以使用合适的催化剂来提高反应Ⅱ中乙烯的平衡转化率 B．在上述条件下，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的平衡逆向移动 C．体系温度为715 K，平衡时反应Ⅱ、Ⅲ消耗乙烯的物质的量之比为3∶4 D．在500 kPa、1 000 K条件下，若向平衡体系中再通入1 mol CH3I(g)，重新达到平衡后，分压p(CH3I)增大 解析：选C。催化剂不能使平衡移动，不能改变平衡转化率，A错误。由题图可知，当温度低于800 K时，随着温度的升高，C3H6的物质的量分数增大，反应Ⅱ的平衡正向移动，温度高于800 K时，随着温度的升高，C3H6的物质的量分数减小，反应Ⅱ的平衡逆向移动；低温下，C4H8的物质的量分数随着温度升高而增大，反应Ⅲ的平衡正向移动，随着温度继续升高，C4H8的物质的量分数减小，反应Ⅲ的平衡逆向移动，B错误。设715 K条件下达到平衡时，乙烯的物质的量为x mol，则n(C3H6)＝n(C4H8)＝2x mol，根据反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式可知，反应Ⅱ、Ⅲ消耗乙烯的物质的量分别为3x和4x，即物质的量之比为3∶4，C正确。恒压条件下，与题干初始投料相同，达到平衡后，各组分的百分数相同，故分压p(CH3I)不变，D错误。 12．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)⥫⥬C3H6(g)＋H2(g)　　ΔH1＝＋125 kJ·mol-1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)⥫⥬C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol-1 (1)对于反应Ⅰ，总压恒定为100 kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是___________________________________ ___________________________________。 在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示，计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp＝________kPa(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数，保留一位小数)。 (2)在温度为T2时，通入气体分压比p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)＝10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率为________kPa·s-1；在反应一段时间后，C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为_______________________________________________________。 解析：(1)达到平衡后，通入N2，由于总压恒定为100 kPa，因此容器容积增大，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即向正反应方向移动，C3H8(g)的转化率增大；根据题图a，C3H8的物质的量分数为0.4时，平衡转化率为50%；设n(混合气体)＝1 mol，则起始时n(C3H8)＝0.4 mol，列“三段式”： 　　　　C3H8(g)⥫⥬H2(g)＋C3H6(g) 起始量/mol 0.4 0 0 变化量/mol 0.2 0.2 0.2 平衡量/mol 0.2 0.2 0.2 由于总压恒定为100 kPa，平衡时n(C3H8)＝0.2 mol，n(C3H6)＝0.2 mol，n(H2)＝0.2 mol，n(N2)＝0.6 mol，因此C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的分压均为100 kPa×＝ kPa，T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp＝ kPa≈16.7 kPa。(2)0～1.2 s内C3H6的分压由0增大到2.4 kPa，生成C3H6的平均速率为＝2 kPa·s-1；若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，C3H6的分压应大于H2、H2O的分压，但由题图b可知，随着反应进行，分压p(H2O)>p(C3H6)>p(H2)，且有CO2生成，H2分压降低，故体系中还发生反应C3H6＋O2===3CO2＋3H2O，H2＋O2===H2O，消耗O2，因此C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1。　 答案：(1)使容器容积增大，平衡向正反应方向移动，提高C3H8(g)的转化率　16.7　 (2)2　体系中还发生反应C3H6＋O2===3CO2＋3H2O、H2＋O2===H2O，消耗O2 学科网（北京）股份有限公司 $